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SNC2D/SNC2P Fonctions et systèmes animaux et végétaux/Fonctions et systèmes animaux Démonstration par l’enseignante ou l’enseignant – Illustration de la mitose avec des chaussettes Sujets Durée mitose et cycle cellulaire préparation : de 10 à 15 min démonstration : 15 min Attentes particulières SNC2D A1.1 Repérer un problème de nature scientifique, poser des questions s’y rattachant et formuler une hypothèse. A1.10 Tirer une conclusion et la justifier. B1.1 Décrire le cycle cellulaire, incluant les étapes de la mitose animale et végétale, et reconnaître l’importance de la division et de la différenciation cellulaires pour la croissance des organismes et la réparation des tissus. B1.2 Décrire la structure et la fonction spécialisée de cellules et de tissus animaux et végétaux (p. ex., tissu musculaire, tissu osseux, tissu épithélial). SNC2P A1.1 Repérer un problème de nature scientifique, poser des questions s’y rattachant et formuler une hypothèse. A1.10 Tirer une conclusion et la justifier. B1.1 Décrire le cycle cellulaire et expliquer son importance pour la croissance et la réparation des tissus. Introduction Cette démonstration est une excellente façon pour les élèves de se représenter les étapes de la mitose. Les différentes étapes illustrées dans les manuels sont des instantanés statiques et beaucoup d’élèves ont de la difficulté à saisir l’idée que la mitose est un cycle continu. Matériel rouleau de bande magnétique (ou du ruban qui collera à un tableau blanc ou noir) 4 paires de chaussettes (chacune visiblement différente des autres) Consignes de sécurité Aucune marqueurs à essuyage à sec ou craies (3 couleurs différentes) grand tableau blanc ou noir 2 aimants de polarité différente 4 épingles à linge Marche à suivre Ce qu’il représente Objet 1re couleur de marqueur/craie membrane cytoplasmique 2e couleur de marqueur/craie membrane nucléaire 3e couleur de marqueur/craie fibres de chromatine paire de chaussettes chromosome et chromosome dupliqué épingle à linge centromère paire d’aimants centrioles Faites les préparatifs suivants avant de réaliser la démonstration. 1. Fixez un morceau de ruban magnétique aux chaussettes et pour chaque paire, mettez une chaussette à l’intérieur de sa jumelle (de sorte qu’une seule chaussette soit visible). Les chaussettes représentent quatre chromosomes non dupliqués différents. 2. Avec le premier marqueur de couleur, dessinez un grand cercle au tableau (1,5 m de diamètre environ) pour représenter la membrane cytoplasmique. 3. À l’aide du deuxième marqueur de couleur, dessinez à l’intérieur du grand cercle un cercle plus petit qui représente la membrane nucléaire (il doit être assez grand pour contenir 8 chaussettes). 4. Placez les deux aimants n’importe où dans la cellule; ils représentent les deux centrioles. 5. Placez les quatre chromosomes non dupliqués en désordre dans le noyau. Formez des équipes de 2 à 4 élèves. 6. Prédire / Expliquer Demandez à chaque équipe d’expliquer ce que représentent les objets au tableau et de prédire de quelle façon la cellule se divisera. Chaque équipe doit aussi tenter de justifier ses prédictions. 7. Observer Réalisez la démonstration selon les étapes suivantes en donnant aux élèves le temps de noter leurs observations. Demandez aux élèves de tracer les schémas de l’interphase et de chacune des phases de la mitose, et d’identifier chaque composante. a. INTERPHASE : Le tableau tel qu’il a été préparé représente l’interphase. Il s’agit de l’étape précédant le début de la mitose. La cellule passe la majorité de son cycle de vie dans cet état. Retirez maintenant chaque chaussette qui se trouve à l’intérieur de sa jumelle, fixez-la au tableau et utilisez une épingle à linge pour attacher chaque paire de chaussettes. Cette étape représente les chromosomes dupliqués qui sont reliés par le centromère (l’épingle à linge). b. PROPHASE : Effacez des sections de la membrane nucléaire pour obtenir un cercle pointillé. Ceci représente la membrane nucléaire qui commence à se désintégrer. Dépliez les chaussettes et disposez-les en forme de « X » puisqu’on peut maintenant voir les chromosomes à cette étape. Déplacez les centrioles 8. (aimants) aux côtés opposés de la cellule. À l’aide du 3e marqueur de couleur, dessinez des fibres de chromatine sortant de chacun des centrioles. c. MÉTAPHASE : Effacez le reste de la membrane nucléaire. Déplacez chaque paire de chaussettes de manière à former une ligne droite perpendiculaire à la ligne imaginaire formée entre les deux centrioles. Prolongez les lignes représentant les fibres de chromatine pour qu’elles rejoignent les centromères (épingles à linge). d. ANAPHASE : Retirez les centromères (épingles à linge). Effacez une partie des fibres de chromatine (pour illustrer le raccourcissement des fibres) et séparez chaque paire de chromosomes. e. TÉLOPHASE : Effacez les fibres de chromatine. Effacez la partie centrale de la membrane cytoplasmique et dessinez la membrane se resserrant sur les côtés. Formez deux nouvelles membranes nucléaires avec le 2e marqueur de couleur, une autour de chaque ensemble de chromosomes. f. CYTOCINÈSE : Effacez la partie du centre de la membrane cytoplasmique et redessinez cette partie de façon à former deux cellules distinctes. Expliquer Demandez aux élèves de reformer les équipes et d’expliquer leurs observations. Nettoyage Le matériel peut servir à des démonstrations et activités futures. Qu’est-ce qui se produit? Les élèves observeront un modèle subissant chaque étape de la mitose. Comment ça fonctionne? Le cycle de vie d’une cellule inclut sa croissance et sa division. La cellule passe la majeure partie de son cycle de vie en interphase, étape durant laquelle survient la croissance, la respiration cellulaire, la réplication de l’ADN et des fonctions particulières. La mitose est la division de la cellule, pendant laquelle une cellule parent se sépare en deux cellules filles identiques. La division cellulaire est importante pour la croissance, ainsi que pour le remplacement des cellules mortes. La cellule ne peut croître indéfiniment parce qu’elle a une taille limite, aussi doit-elle se diviser. Le processus de division cellulaire est composé de quatre phases principales (prophase, métaphase, anaphase et télophase). À chacune de ces phases, il se produit des événements particuliers menant à la production de deux cellules filles identiques à partir d’une cellule parent. Suggestions/conseils pour l’enseignante ou l’enseignant 1. 2. Cette démonstration peut facilement être transformée en activité que les élèves pourraient faire en petits groupes sur une grande table ou au sol. Des morceaux de corde ou de fil pourraient alors être utilisés pour représenter la membrane cytoplasmique, la membrane nucléaire et les fibres de chromatine. Prochaines étapes Une fois que les élèves ont pu visualiser la mitose, ils peuvent passer à une activité leur proposant d’identifier les cellules à chaque étape de la mitose sous un microscope (p. ex., racine d’oignon). Cette démonstration pourrait être modifiée pour présenter la méiose et aider les élèves à comparer la mitose et la méiose. Ressources supplémentaires 1. Animation illustrant la mitose dans une cellule animale : http://www.cellsalive.com/mitosis.htm (en anglais seulement) 2. Animation illustrant la mitose dans une cellule animale : http://www.johnkyrk.com/mitosis.html (en anglais seulement) 3. Activité pour les élèves représentant la mitose et la méiose : http://www.carolina.com/teacher-resources/Interactive/modeling-mitosis-and-meiosisactivity/tr10797.tr?coId=10850&mCat=&trail=4008:Life Science:7002:10850:4010:Genetics (en anglais seulement)
